钢的热处理及硬度测定
钢的热处理及硬度测定
钢的热处理及硬度测定钢是常见的金属材料之一，具有优异的机械性能、耐磨性、耐腐蚀性等特点，广泛应用于制造行业中。
然而，钢材经过加工后，其性能和结构可能会发生变化，此时需要进行热处理和硬度测定以确定钢材的性能和结构，以满足不同的使用需求。
1. 钢的热处理钢的热处理是通过改变钢材的温度、保温时间和冷却方式等工艺参数，使钢材的组织结构、力学性能和物理性能发生变化，以达到不同的性能要求。
常见的热处理方法有退火、正火、淬火和回火等。
（1）退火退火是将钢材加热至一定温度，随后进行保温一定时间，最后缓慢冷却至室温。
这种热处理方法可以改善钢材的塑性和韧性，但会降低强度和硬度。
退火的目的是消除内部应力和组织缺陷。
（2）正火正火是将钢材加热至一定温度，进行保温，然后将钢材冷却至室温。
正火的目的是提高钢材的硬度和强度，并改善其韧性。
正火后的钢材具有较细小的组织，非常适合制造高强度的零件。
（3）淬火淬火是将钢材加热至淬火温度，将其迅速冷却（如用水、油或盐浴），以获得高硬度、高强度的钢材。
淬火的结果是形成了一种直径最小的组织结构——马氏体，这种组织结构具有非常高的硬度和强度。
（4）回火钢材的硬度是一个衡量其抗压缩能力的重要指标，通常采用硬度测试仪器对其硬度进行测定。
硬度测试仪器有多种类型，如洛氏硬度计、维氏硬度计、布氏硬度计等。
选择正确的测试仪器和测试方法是确保准确测定钢材硬度的关键。
在硬度测定前，应首先了解钢材的类型、组织结构和热处理状态，以选择最适合的硬度测试方法。
然后根据测试方法，在试样上施加适当的载荷，并测量后推算出硬度值。
硬度测定是确定钢材的重要参数，如其强度、韧性和耐磨性等，因此是确保钢材质量和性能的必要步骤。
总之，钢的热处理和硬度测定是重要的制造过程，能够对钢材的性能和结构产生深远的影响。
在选择热处理方法和硬度测试方法时，应根据不同材料、工艺和使用要求来决定，以确保钢材的最终性能和质量。
钢材热处理硬度标准
钢材热处理硬度标准
一、低碳钢
低碳钢是指碳含量较低的钢材，其热处理硬度标准通常在HRC （Rockwe11硬度）标度下进行评估。
以下是低碳钢热处理硬度标准的一般范围：
1.软态（软退火）：HRC20-30
2.中态（退火）：HRC30-45
3.硬态（正火）：HRC45-60
4.过热（淬火）：HRC60-75
5.回火：根据回火温度的不同，硬度会有所变化，回火温度越高，硬度越低。
二、中碳钢
中碳钢是指碳含量适中的钢材，其热处理硬度标准范围较广。
以下是中碳钢热处理硬度标准的一般范围：
1.软态（软退火）：HRC20-30
2.中态（退火）：HRC30-45
3.硬态（正火）：HRC45-65
4.过热（淬火）：HRC65-80
5.回火：根据回火温度的不同，硬度会有所变化，回火温度越高，硬度越低。
三、高碳钢
高碳钢是指碳含量较高的钢材，其热处理硬度标准通常在HRC标
度下进行评估。
以下是高碳钢热处理硬度标准的一般范围：
1.软态（软退火）：HRC20-30
2.中态（退火）：HRC30-45
3.硬态（正火）：HRC45-70
4.过热（淬火）：HRC70-85
5.回火：根据回火温度的不同，硬度会有所变化，回火温度越高，硬度越低。
需要注意的是，具体的热处理硬度标准可能会因不同的钢材类型、制造工艺和应用要求而有所差异。
在实际操作中，应根据具体的钢材类型和制造要求来确定热处理工艺和硬度标准。
热处理硬度检测标准
热处理硬度检测标准热处理是一种常见的金属材料加工工艺，通过对金属材料进行加热和冷却的过程，可以改变其组织结构和性能，从而达到一定的硬度和强度要求。
而硬度检测则是评定材料是否符合热处理标准的重要手段之一。
本文将介绍热处理硬度检测的相关标准和方法。
1. 硬度检测的标准。
热处理后的材料硬度检测需要遵循一定的标准，以确保检测结果的准确性和可靠性。
常见的硬度检测标准包括国际上广泛应用的洛氏硬度（Rockwell Hardness）标准、巴氏硬度（Brinell Hardness）标准和维氏硬度（Vickers Hardness）标准等。
这些标准都有相应的检测方法和设备，用于评定材料的硬度值。
2. 硬度检测的方法。
硬度检测的方法根据不同的标准和要求而有所不同。
洛氏硬度检测主要通过在材料表面施加一定载荷，然后测量材料表面的残留印痕深度来确定硬度值。
巴氏硬度检测则是通过在材料表面施加一定载荷，然后测量压痕的直径来计算硬度值。
而维氏硬度检测则是通过在材料表面施加一定载荷，然后测量压痕的对角线长度来计算硬度值。
这些方法都有各自的优缺点，需要根据具体的情况选择合适的方法进行硬度检测。
3. 硬度检测的设备。
进行硬度检测需要使用相应的硬度检测设备。
常见的硬度检测设备包括硬度计、洛氏硬度计、巴氏硬度计和维氏硬度计等。
这些设备根据不同的检测方法和标准，具有不同的测量范围和精度。
在进行硬度检测时，需要根据具体的要求选择合适的设备，并严格按照设备操作说明进行操作，以确保检测结果的准确性。
4. 硬度检测的注意事项。
在进行硬度检测时，需要注意一些细节和注意事项，以确保检测结果的准确性。
首先，需要保证待测材料表面的平整度和清洁度，以免影响硬度检测的准确性。
其次，在进行硬度检测时，需要根据具体的标准和方法选择合适的载荷和时间，以确保检测结果的可靠性。
最后，需要对硬度检测设备进行定期的校准和维护，以确保设备的正常工作和检测结果的准确性。
总之，热处理硬度检测是热处理工艺中的重要环节，对材料的性能和质量有着重要的影响。
钢的热处理及其硬度测定
实验三钢的热处理及其硬度测定一、实验目的1、巩固热处理工作原理、工艺特点及应用范围；2、了解热处理炉和温度控制仪表的使用方法；3、加深认识热处理工艺对钢组织与性能的影响；4、理解加热温度、冷却速度、回火温度对碳钢性能的影响。
二、实验原理1、钢的淬火所谓淬火就是将钢加热到Ac3（亚共析钢）或Ac1(过共析钢)以上30～50℃，保温后放入各种不同的冷却介质中（ V冷应大V临），以获得马氏体组织。
碳钢经淬火后的组织由马氏体及一定数量的残余奥氏体所组成。
为了正确地进行钢的淬火，必须考虑下列三个重要因素：淬火加热的温度、保温时间和冷却速度。
2、钢的回火钢经淬火后得到的马氏体组织硬而脆，并且工件内部存在很大的内应力，如果直接进行磨削加工往往会出现龟裂。
因此钢淬火后必须进行回火处理。
不同的回火工艺可以使钢获得所需的性能。
三、实验内容1、掌握热处理的工艺操作；2、测定热处理工艺处理后的硬度，与热处理前进行比较；四、实验步骤1、每组领取一种热处理规范的试样，全部测定其硬度；2、将试样放入箱式电阻炉中加热，保温一段时间后，进行冷却；3、分别测定各种热处理后的试样的硬度五、实验数据的记录试样热处理规范及数据统计表牌号加热温度（℃）冷却方式回火温度（℃）硬度值组织热处理前热处理后回火后45 830 水冷200 170HBS 55-58HRC57～54HRC45 830 水冷550 170HBS 55-58HRC24～30HRC牌号加热温度（℃）冷却方式回火温度（℃）硬度值组织热处理前热处理后回火后T10 760 水冷200 190HBS 65～68HRC63～66HRCT10 760 水冷550 190HBS 65～68HRC30～36HRC六、思考题1、回火温度对淬火钢的硬度有何影响？2、过共析钢淬火加热温度为什么不能超过Accm以上？而亚共析钢淬火加热则必须超过Ac3以上？。
钢的热处理及硬度测定
钢的热处理及硬度测定一、实验目的1.了解钢的基本热处理工艺。
2.了解布氏和洛氏硬度计的主要原理、结构及操作方法。
3.了解不同的热处理工艺对钢的性能的影响。
二、实验原理热处理是充分发挥金属材料性能潜力的重要方法之一。
其工艺特点是把钢加热到一定温度，保温一段时间后，以某种速度冷却下来，通过改变钢的内部组织来改善钢的性能，其基本工艺包括退火、正火、淬火和回火等。
金属的硬度是材料表面抵抗硬物压入而引起塑性变形的能力。
硬度越大，表明金属抵抗塑性变形的能力越大，材料产生塑性变形就越困难。
硬度是金属材料一项重要的力学性能指标。
硬度的试验方法很多，其中常用的有布氏法、洛氏法和维氏法三种硬度试验方法。
1.钢的退火、正火、淬火和回火钢的退火通常是将钢加热到临界温度1Ac 或3Ac 线以上，保温后缓慢地随炉冷却的一种热处理工艺。
钢经退火处理后，其组织比较接近平衡状态，硬度较低（约180~22OHBS ），有利于进行切削加工。
钢的正火是将钢加热到3Ac 或cm Ac 线以上30~50℃，保温后在空气中冷却的一种热处理工艺。
由于冷却速度稍快，与退火组织相比，所形成的珠光体片层细密，故硬度有所提高。
对低碳钢来说，正火后提高硬度可改善其切削加工性能，降低加工表面的粗糙度；对高碳钢来说，正火可以消除网状渗碳体，为球化退火和淬火作准备。
钢的淬火就是将钢加热到3Ac 或1Ac 线以上30~50℃，保温后在不同的冷却介质中快速冷却，从而获得马氏体和（或）贝氏体组织的一种热处理工艺。
马氏体的硬度和强度都很高，特别适用于有较高耐磨性能要求的工模具材料。
淬火工艺包括三个重要参数，淬火加热温度、保温时间和冷却速度。
淬火加热温度过高时晶粒容易长大，而且还会产生氧化脱碳等缺陷，加热温度过低则会因组织中存在铁素体或珠光体而导致材料硬度不足。
保温时间与钢的成分、工件的形状、尺寸及加热介质等因素有关，一般可按照经验公式加以估算，保温时间过长或过短都会对钢的组织及性能造成不利的影响。
金属材料热处理试验方法
金属材料热处理试验方法一、实验目的1、了解钢的热处理的基本方法。
2、了解不同热处理方法对钢的组织与性能的影响。
二、实验设备箱式电阻炉（附温控装置）、洛氏硬度计、金相显微镜、淬火水槽、油槽、夹钳、砂纸、玻璃板、侵蚀剂、表1-4-4所列试样一套（试样尺寸：--10m m×12mm）三、实验原理1、碳钢的热处理钢的热处理是指将钢在固态下施以不同的加热、保温与冷却以改变其组织和性能的工艺。
热处理工艺主要包括退火、正火、淬火及回火。
退火是将工件加热到高于Ac3（或Ac1）温度，保温一定时间，随后缓慢冷却以得到近似平衡组织的方法。
根据工件退火加热温度的不同又可分为完全退火与不完全退火。
加热到Ac3以上得到均匀奥氏体组织后缓慢冷却转变为珠光体组织为完全退火，加热到Ac1以上得到奥氏体加未溶碳化物或铁素体再缓慢冷却为不完全退火。
正火是将工件加热Ac3(或Accm)以上，保温一定时间后在静止的空气中冷却得到细珠光体类型组织的热处理工艺。
淬火是将工件加热到Ac3或Ac1以上保温一定时间并以一定的冷却速度冷却，以得到马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺。
根据淬火温度不同又可分为完全淬火和不完全淬火。
加热到Ac3以上进行的称为完全淬火，加热到Ac1以上得到的奥氏体加未溶碳化物或铁素体再淬火称为不完全淬火。
回火是将淬火后的工件重新加热到低于相变点的某一温度保温一定时间后冷却，以改善钢的组织和性能的热处理工艺。
任何热处理工艺都包括加热温度、保温时间以及冷却方式三个基本的工艺因素。
（1）加热温度碳钢热处理的加热温度原则上可按下表选定。
但生产中，应根据工件实际情况作适当调整。
碳钢淬火加热温度的控制是很重要的。
亚共析钢加热温度不足时，淬火组织中会出现铁素体，使淬火后硬度不足；共析钢和过共析钢正常淬火加热温度是Ac1+(30~50)℃,加热时有未完全溶解的二次渗碳体，可以提高钢淬火后的硬度和耐磨性。
若加热温度过高时（高于Accm）,会因为得到粗大的马氏体以及过多的残余奥氏体而增大脆性或者导致硬度与耐磨性下降。
钢 烘烤硬化值的测定方法
钢烘烤硬化值的测定方法
钢的烘烤硬化值是指在一定温度下，钢材在一定时间内经过热处理后的硬度值。
测定钢的烘烤硬化值是为了评估钢材在高温环境下的性能变化，对于一些特殊工程应用具有重要意义。
下面我将从多个角度介绍测定钢烘烤硬化值的方法。
首先，测定钢的烘烤硬化值的常用方法之一是热处理后测定硬度。
该方法通常包括将钢样品置于高温炉内进行热处理，然后在一定条件下进行冷却，最后使用洛氏硬度计或布氏硬度计等硬度计量器测定钢材的硬度值。
通过比较热处理前后的硬度值，可以得出钢材的烘烤硬化值。
其次，还有一种常用的方法是金相显微组织分析。
该方法包括在热处理后，通过金相显微镜观察钢材的显微组织结构，如晶粒尺寸、晶界清晰度等，从而推断钢材的烘烤硬化情况。
这种方法对于了解钢材的微观结构和热处理后的变化非常有帮助。
此外，还可以采用机械性能测试方法。
通过在热处理后对钢材进行拉伸试验、冲击试验等机械性能测试，来评估钢材在高温环境下的性能变化情况，从而间接推断钢材的烘烤硬化值。
总的来说，测定钢的烘烤硬化值的方法多种多样，可以从硬度
测定、金相显微组织分析、机械性能测试等多个角度进行评估。
选
择合适的方法对于评估钢材在高温环境下的性能变化具有重要意义，能够为工程应用提供可靠的数据支持。
碳钢的热处理操作、组织观察及硬度测定
淬火、回火是钢件的重要热处理工艺。所谓 淬火就是将钢件加热到Ac或Acl以上，保温后放 入放入各种不同的冷却介质中快速冷却，以获得 马氏体组织的热处理操作。 钢件，特别是高碳钢件经淬火后得到马氏体 组织时，材质硬而脆，并且工件内部存在很大的 内应力，如果直接进行磨削加工往往会出现龟裂； 一些精密的零件在使用过程中将会引起尺寸变化 而失去精度，甚至开裂。因此钢件淬火后必须立 即进行回火处理。
表6—1 碳钢的临界点
类 别 钢 号 临 界 点（℃）
Ac1
Ac3或Accm
Ar1
Ar3
碳 素 结 构 钢
20 30 40 45 50 60
735 732 724 724 725 727 730 730 730 730 730
855 813 790 780 760 766 770 － 800 820 830
（5） 残余奥氏体（Ar） 当奥氏体中含碳量>0.5％时， 淬火时总有一定量的奥氏体不能转变成为马氏体，而保留 到室温，这部分奥氏体就是残余奥氏体，它不易受硝酸酒 精腐蚀剂的浸蚀，在显微镜下呈白亮色，分部在马氏体之 间，无固定形态，淬火后来经回火， Ar与马氏体很难区 分，都呈白亮色，只有马氏体回火后才能分辨出马氏体间 的残余奥氏体。 （6） 回火马氏体(Mr) 高碳马氏体经低温回火(150～ 250oC)后，马氏体分解，析出与母相共格的极细小的弥 散一碳化物。这种组织称为回火马氏体。由于有极细小的 碳化物析出使回火马氏体易受浸蚀，所以在光学显微镜观 察，回火马氏体仍保持针状马氏体形态，只是颜色比淬火 马氏体深，但极细小的碳化物分辨不清，如照片所示。在 电子显微镜下则可观察到细小的碳化物。 低碳板条状马氏体低温回火以后，马氏体中只发生碳 原子的偏聚，尚未析出碳化物。在光学和电子量微镜下观 察，低碳回火马氏体仍保持条状马氏体形态。中碳钢淬火 以后得到板条状马氏体和片状马氏体的混合组织，回火后 其中片状马氏体易受浸蚀，颜色变深。
钢的热处理实验报告
预习报告一、实验目的1.根据所学热处理的知识，了解钢的基本热处理工艺制定过程；2.学习不同热处理工艺对钢的性能的影响；3.了解洛氏硬度计的主要原理、结构，学会操作方法。
二、实验原理钢的热处理就是对钢在固态范围内的进行加热、保温和冷却，以及改变其内部组织，从而获得所需要的性能的一种加工工艺。
热处理的基本工艺有退火、正火、淬火、回火等。
进行热处理时，加热温度、保温时间和冷却方式是最重要的三个基本工艺因素。
正确选择这三者，是热处理成功的基本保证。
三、实验过程1、设计可使材料达到实验性能要求的热处理工艺2、对所给退火态试样进行硬度测定3、按所给定工艺进行热处理4、测定处理后试样的硬度以及检验所订工艺。
对测试结果进行分析，必要时修改实验方案，重新实验四、实验仪器1、最高加热温度达1000℃的各种实验用箱式电阻炉2、可供冷却的介质水和油3、测试硬度的设备有洛氏硬度计4、捆绑式样的细铁丝，夹持试样的铁钳一、实验目的1.根据所学热处理的知识，了解钢的基本热处理工艺制定过程；2.学习不同热处理工艺对钢的性能的影响；3.了解洛氏硬度计的主要原理、结构，学会操作方法。
二、实验原理1、加热温度的选择(1) 退火加热温度一般亚共析钢加热至Ac3+(20~30)℃(完全退火)。
共析钢和过共析钢加热至Ac1+(20~30)℃(球化退火)，目的是得到球状渗碳体，降低硬度，改善高碳钢的切削性能。
(2) 正火加热温度一般亚共析钢加热至Ac3十(30~50)℃；共析钢加热至Ac1+ (30~50)℃；过共析钢加热至A ccm+ (30~50)℃，即加热到奥氏体单相区。
(3) 淬火加热温度一般亚共析钢加热至Ac3十(30~50)℃；共析钢和过共析钢加热至Ac1十(30~50)℃；(4) 回火温度的选择钢淬火后都要回火，回火温度决定于最终所要求的组织和性能按加热温度高低回火可分为三类：低温回火中温回火高温回火。
2、保温时间的确定为了使工件内外各部分温度约达到指定温度、并完成组织转变，使碳化物溶解和奥氏体成分均匀化，必须在淬火加热温度下保温一定的时间。
热处理制度对T10钢组织和硬度的影响实验
热处理制度对T10钢组织和硬度的影响实验一、实验目的1.论述T10钢球化退火和780℃淬火后的组织和硬度。
2.探索了改变原始组织和热处理工艺（淬火温度）对其的影响。
二、概述T10钢是一种最常用的工模具钢，热处理后要求有高的硬度59—65HRC、强度、耐磨性及适当的韧性等；T10钢ACm为800℃，通常采用球化退火、Ac1+(30~50)℃淬火及170℃~200℃回火的传统热处理工艺。
通常认为这可使钢获得具有最佳配合的强度和韧性。
一些工厂的生产实践表明，T10钢制冷变形模具使用寿命较低，易出现壁裂、崩刃和折断等，以致过早报废。
为此，我们探索改进T10钢的热处理工艺。
三、实验步骤二实验过程1.试验方法试验用T10钢的成分见表1。
选用粒状珠光体及片状珠光体两种原始组织，前者试样仅用780℃传统工艺淬火，而后者试样则用740、780、840、900℃四种淬火温度，随后进行机械性能检测试验。
表1 T10钢的化学成分2.试样的热处理2.1预备热处理2.2.1正火T10钢的ACm 为800℃，正火温度约为ACm+30~50℃，故取840℃。
用下列经验公式计算加热时间：aKDT公式中T——加热时间，min；a——加热时间系数，min/mm，（碳钢取0.8~1.2 min·mm-1）；K——装炉修正系数；D——工件有效厚度，mm。
正火工艺参数见表2，工艺曲线见图1。
表2 正火工艺参数温度T/℃图1 正火工艺曲线正火后组织图见图2 时间t/min840℃550℃图2 正火后组织（×400） 2.1.2球化退火T10钢锻坯经10kw 箱式电炉等温球化退火，在770 ℃保温2 h ，再冷到680℃，保温4小时，出炉空冷。
机械加工后的机械性能、淬透性及金相试样，一部分按传统工艺热处理，以作对比。
球化退火工艺参数见表2。
球化退火工艺曲线见图3。
图3球化退火工艺曲线 球化退火后组织如图4所示时间t/min770℃温度T/℃ 680℃图4 等温球化退火后组织（×400）2.2最终热处理所有试样在箱式炉内进行最后热处理，等温球化退火试样淬火加热780℃，正火试样淬火加热分别为740、780、840、900℃保温，用水淬火，200℃回火，然后磨加工到规定尺寸。
碳钢的热处理操作(预习实验报告,材控／材料)
碳钢的热处理操作、非平衡组织观察及硬度测定一、实验目的1、了解碳钢的热处理操作；2、研究加热温度、冷却速度、回火温度对碳钢性能的影响；3、观察热处理后钢的组织及其变化；4、了解硬度计的原理，初步掌握洛氏硬度计的使用。
二、综合实验项目概述1．钢的热处理热处理是将钢加热到一定温度，经过一定时间的保温，然后以一定速度冷却下来的操作，通过这样的工艺过程钢的组织和性能将发生改变。
通常加热、保温的目的是为了得到成分均匀的细小的奥氏体晶粒，亚共析碳钢的完全退火、正火、淬火的加热温度范围是A C3+30~50℃，过共析钢的球化退火及淬火加热温度是A C1+30~50℃，过共析钢的正火温度是AC cm+30~50℃，保温时间根据钢种，工件尺寸大小，炉子加热类型等由经验公式决定。
碳钢的过冷奥氏体在Ac1~550℃范围内发生珠光体转变，形成片状铁素体和渗碳体的机械混合物。
依据片层厚薄的不同有粗片状珠光体（P），细片状珠光体——索氏体（S）和极细片状珠光体——屈氏体（T）之分。
硬度随片距的减小（转变温度的降低）而升高。
碳钢的过冷奥氏体在550~350℃之间发生贝氏体转变，生成由平行铁素体条和条间短杆状渗碳体构成的上贝氏体（B上）。
在光学显微镜下呈黑色羽毛状特征。
过冷奥氏体在350℃~Ms之间等温得到黑色针状的下贝氏体（B下），它是由针状铁素体和其上规则分布的细小片状碳化物组成。
过冷奥氏体以超过临界速度的快冷至Ms以下温度，将发生马氏体转变，生成碳在α-Fe中的过饱和固溶体——马氏体。
常见的有板条马氏体（碳<0.2%）、针（片）状（碳>1.0%）马氏体以及由它们构成的混合组织（碳为0.2%~1.0%）。
随转变温度的降低钢的硬度升高。
普通热处理分为退火、正火、淬火和回火。
钢加热到一定温度保温后缓慢冷却（通常随炉冷却）至500℃以下空冷叫退火，得到接近平衡态的组织。
奥氏体化的钢在空气中冷却叫正火，得到先共析钢铁素体（或渗碳体）加伪珠光体。
碳钢的热处理及硬度测试实验报告
碳钢的热处理及硬度测试实验报告一、实验目的本实验旨在探究碳钢热处理的原理及方法，并通过硬度测试来评估不同处理方式对碳钢硬度的影响。
二、实验原理1. 碳钢热处理碳钢是一种含有较高量碳元素的合金钢，其硬度和强度与碳含量成正比。
碳钢的热处理主要包括退火、正火、淬火和回火四个步骤。
2. 硬度测试硬度是材料抵抗划痕或压入的能力，通常用Vickers硬度测试法来评估材料硬度。
三、实验步骤1. 准备样品：选择不同直径和长度的碳钢棒作为样品。
2. 退火：将样品放入电炉中，加热至800℃左右保温1小时后慢冷至室温。
3. 正火：将样品放入电炉中，加热至900℃左右保温30分钟后冷却至室温。
4. 淬火：将样品放入水中快速冷却。
5. 回火：将淬火后的样品放入电炉中，加热至400℃左右保温2小时后冷却至室温。
6. 硬度测试：使用Vickers硬度测试仪对不同处理方式的样品进行硬度测试。
四、实验结果经过退火处理后，碳钢的硬度降低，表现出较好的韧性；正火处理能够提高碳钢的硬度和强度；淬火处理能够使碳钢达到最大的硬度和强度，但同时也会使其变得脆性增加；回火处理可以减轻淬火后碳钢的脆性，但会降低其硬度和强度。
通过Vickers硬度测试仪测量，退火后样品的硬度为150HV，正火后为200HV，淬火后为350HV，回火后为250HV。
五、实验分析通过本实验可知，不同热处理方式对碳钢的性质有着显著影响。
在实际应用中需要根据具体情况选择合适的热处理方式来满足需求。
六、实验结论1. 碳钢经过不同热处理方式后其性质有显著差异。
2. 淬火能够使碳钢达到最大的硬度和强度，但同时也会使其变得脆性增加。
3. 回火处理可以减轻淬火后碳钢的脆性，但会降低其硬度和强度。
4. 在实际应用中需要根据具体情况选择合适的热处理方式来满足需求。
七、实验注意事项1. 热处理时需要注意安全，避免烫伤或其他意外事故。
2. 硬度测试时需要保证测试仪器的准确性和稳定性。
3. 实验结束后需要及时清理实验器材和场地。
钢的热处理及硬度实验报告
钢的热处理及硬度实验报告篇一:钢的热处理实验报告钢的热处理实验报告一、实验目的1、了解热处理对材料性能的影响2解在相同的热处理状态下材料成分对材料性能的影响3解显微镜观察金相的制样过程二、仪器材料箱式电炉(SX2-4-10、SX-4-10)、硬度测试仪(HR-150A)30钢、T10钢、砂轮(砂纸)三、实验过程1)、金相的制备将一小块金属材料用金相砂纸磨光后进行抛光，去除金相磨面由细磨所留下的细微磨痕及表面变形层，使磨面成为无划痕的光滑镜面，然后用侵蚀剂进行腐蚀，以使组织被显示出来，这样就得到了一块金相样品。
2钢的热处理淬火和正火钢的淬火:淬火就是将钢加热到相变温度以上，保温后放入各种不同的冷却介质中(V冷应大于V临)，以获得马氏体组织。
钢经淬火后的组织由马氏体及一定数量的残余奥氏体所组成。
步骤为:加热前先对试样进行硬度测定(为便于比较，一律用洛氏硬度测定);再将试样放入箱式电炉中，T10钢在770℃左右，30钢在 860℃左右分别均匀加热 15 分钟;然后迅速在水中冷却，并不断搅拌。
将淬火后的试样用砂轮磨平,并测出硬度值(HRC)填入表1中。
钢的正火:钢加热到Ac3(亚共析钢)或Ac1(过共析钢)以上30~50℃以上，保温适当时间后，在自由流动的空气中冷却的热处理工艺。
步骤为:加热前先对试样进行硬度测定(为便于比较，一律用洛氏硬度测定)。
再将试样放入箱式电炉中，T10钢在770℃左右，30钢在860℃左右分别均匀加热15 分钟，后在空气中缓慢冷却。
将正火后的试样用砂轮磨平,并测出硬度值(HRC)填入表2中。
四、结果及讨论1为什么淬火处理后的硬度值比正火处理后的高?答:因为淬火冷却速度比正火冷却速度快，由过冷奥氏体的连续冷却转变图像可知淬火后得到的是马氏体组织，而正火后得到的组织主要是珠光体。
马氏体比珠光体晶粒度细晶界面多，使得晶体的位错滑移阻力增大，从而硬度提高。
2、在相同的热处理状态下不同的材料成分对钢的硬度的影响?答:钢的硬度与钢的含碳量有关。
实验二碳钢的热处理及硬度测定实验报告
工程材料实验报告成绩
实验二碳钢的热处理及硬度测定班级学号姓名一、明确并写出实验目的
二、将材料热处理工艺及测定的硬度值填入下表
碳钢热处理工艺表布氏硬度实验条件5/750/10(压头直径/载荷/保荷时间)
三、根据上表热处理工艺分析以下几个问题
1 分析成分不同对钢热处理后性能影响的原因，其对应的组织是什么？
2 分析冷却速度对热处理后钢性能的影响。
3 绘制钢回火温度与硬度的关系曲线图，并分析硬度变化的原因。
4 实验中存在的问题。
20号钢热处理组织和硬度综合实验报告
20号钢热处理组织和硬度综合实验一．实验目的（1）了解并掌握20号钢的热处理工艺、。
（2）掌握20号钢正火的步骤、规范以及硬度的变化。
（3）学会观察20号钢正火后的显微组织结构，分析其性能变化的原因。
（4）学会解决实验过程中的问题，探索最佳20号钢热处理工艺。
二．简述4种基本热处理工艺（退火、正火、淬火及回火）方法及钢热处理后的显微组织特征金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度冷却的一种工艺方法。
钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。
退火：将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却(冷却速度最慢)，目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态，获得良好的工艺性能和使用性能，或者为进一步淬火作组织准备。
正火：将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效果同退火相似，只是得到的组织更细，常用于改善材料的切削性能，也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。
淬火：将工件加热保温后，在水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。
淬火后钢件变硬，但同时变脆。
回火：为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于710℃的某一适当温度进行长时间的保温，再进行冷却，这种工艺称为回火。
退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的“四把火”，其中的淬火与回火关系密切，常常配合使用，缺一不可。
三．简述洛氏硬度测定的基本原理及应用范围洛式硬度（HR-）是以压痕塑性变形深度来确定硬度值指标。
以0.002毫米作为一个硬度单位。
当HB>450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。
它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59或3.18mm的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。
根据试验材料硬度的不同，有HRA,HRB,HRC三种硬度。
HRA：是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的材料(如硬质合金等)。
65mn热处理硬度
65mn热处理硬度
65mn热处理硬度是指采用65mn钢材料在高温下热处理后得到的硬度。
65mn钢是常见的碳钢中最合适的一种，一般用于制造汽车、农机、仪表等零部件，此种钢材能承受较大的压力，使用寿命较长。
65mn热处理硬度的测定采用金相微结构试验、硬度试验和Brinell硬度试验等方法。
金相微结构试验能显示出热处理后65mn
钢微观组织形态、结构及其变化，有利于对热处理65mn钢进行性能测试。
而硬度试验能够直接测定65mn钢处理后的硬度，从而识别出65mn钢热处理后的组织状况。
65mn热处理硬度的控制主要有两个方面。
首先是选择合适的热处理温度，即在设定的硬度要求下，选择合理的热处理温度以达到理想的硬度要求，这将在很大程度上影响热处理后65mn钢的组织形态和性能指标。
其次是控制热处理时间，过长的热处理时间可能导致该材料的收缩不足，从而影响热处理后65mn钢的硬度。
此外，选择合适的材料也会影响65mn热处理硬度，因为不同材料的相变温度和热处理工艺不同，因此要根据具体情况和硬度要求确定钢材种类，并考虑其他因素，如成本、强度等。
正确掌握65mn热处理硬度控制的原理和方法，是提高钢件性能的关键。
此外，还应加强对热处理硬度的实验检测，以便更好地掌握65mn热处理硬度的变化情况，有效提高钢件性能。
综上所述，65mn热处理硬度是影响钢件性能的重要指标。
控制65mn钢热处理硬度的关键在于选择合适的热处理温度和时间，还应
选择合适的材料以达到理想的硬度要求。
同时，应加强对热处理硬度的实验检测，以便更好地掌握65mn钢热处理硬度的变化情况，有效提高钢件性能。
实验三碳钢热处理的显微组织观察及硬度测定
实验三碳钢热处理的显微组织观察及硬度测定实验⼆碳钢热处理的显微组织观察及硬度测定⼀、实验⽬的1. 观察碳钢经不同热处理后的基本组织；2. 熟悉碳钢⼏种典型热处理组织——F、P、Fe3C、M、T、S、M回⽕、T回⽕、S回⽕；3. 了解热处理⼯艺对碳钢性能（硬度）的影响；⼆、概述碳钢经退⽕、正⽕可得到平衡或接近平衡组织；经淬⽕得到的是⾮平衡组织。
因此，研究热处理后的组织时，不仅要参考铁碳相图，⽽且更主要的是参考钢的等温转变曲线(C曲线)。
铁碳相图能说明慢冷时合⾦的结晶过程和室温下的组织以及相的相对含量．C曲线则能说明⼀定成分的钢在不同冷却条件下所得到的组织。
C曲线适⽤于等温冷却条件；⽽CCT曲线（奥⽒体连续冷却曲线）适⽤于连续冷却条件。
在⼀定的程度上可⽤C曲线，也能够估计连续冷却时的组织变化。
1．共析钢等温冷却时的显微组织共析钢过冷奥⽒体在不同温度等温转变的组织及性能列于表1中。
2．共析钢连续冷却时的显微组织为了简便起见，不⽤CCT曲线．⽽⽤C曲线(图1)来分析。
例如共析钢奥⽒体，在慢冷时(相当于炉冷，见图1中的v1)应得到100％的珠光体；当冷却速度增⼤到v2(相当于空冷)，得到的是较细珠光体，即索⽒体或屈⽒体；当冷却速度增⼤到v3(相当于油冷)，得到的为屈⽒体和马⽒体；当冷却速度增⼤⾄v4、v5(相当于⽔冷)，很⼤的过冷度使奥⽒体骤冷到马⽒体转变开始点(Ms)后．瞬时转变成马⽒体。
其中与C曲线⿐尖相切的冷却速度(v4)称为淬⽕的临界冷却速度。
3．亚共析钢和过共析钢连续冷却时的显微组织亚共析钢的C曲线与共析钢相⽐，只是在其上部多了⼀条铁素体先析出线，如图2所⽰。
当奥⽒体缓慢冷却时(相当于炉冷，如图2中v1)，转变产物接近平衡组织，即珠光体和铁素体。
随着冷却速度的增⼤，即v3＞v2＞v1时，奥⽒体的过冷度逐渐增⼤，析出的铁素体越来越少，⽽珠光休的量逐渐增加，组织变得更细，此时析出的少量铁素体多分布在晶粒的边界上。
碳钢的热处理后硬度测定以及金相分析实验指导书样本
实验七碳钢热解决及硬度测定以及金相分析实验项目名称: 碳钢热解决及硬度测定、金相分析实验项目性质: 综合实验所属课程名称: 金属材料与热解决实验筹划学时: 4一、实验目（1）熟悉碳钢基本热解决（退火、正火、淬火及回火）工艺办法。
（2）理解含碳量、加热温度、冷却速度等因素与碳钢热解决后性能关系。
（3）分析淬火及回火温度对钢性能影响。
（4）学会洛氏硬度计使用。
（5）学会采用不同热解决工艺, 将会得到不同组织构造, 从而使钢性能发生变化。
二、实验内容和规定热解决是一种很重要金属加工工艺办法, 热解决重要目是改进钢材性能, 提高工件使用寿命。
钢热解决工艺特点是将钢加热到一定温度, 经一定期间保温, 然后以某种速度冷却下来, 通过这样工艺过程能使钢性能发生变化。
热解决之因此能使钢性能发生明显变化, 重要是由于钢内部组织发生了质变化。
采用不同热解决工艺过程, 将会使钢得到不同组织构造, 从而获得所需要性能。
普通热解决基本操作有退火、正火、淬火及回火等。
1、热解决操作中, 加热温度、保温时间和冷却方式是最重要三个核心工序,也称热解决三要素。
对的选取这三种工艺参数, 是热解决成功基本保证。
Fe-FeC相图和C-曲线是制定碳钢热解决工艺重要根据。
2、加热温度（1）退火加热温度: 完全退火加热温度, 合用于亚共析钢, Ac3+（30~50℃）；球化退火加热温度, 合用于共析钢和过共析钢, Ac1+（30~50℃）。
（2）正火加热温度：对亚共析钢是Ac3+（30~50℃）；过共析钢是Accm+（30~50℃）, 也就是加热到单相奥氏体区。
退火和正火加热温度范畴见图2-1所示。
图2-1 退火与正火加热温度（3）淬火加热温度: 对亚共析钢是Ac3+（30~50℃）；对共析钢和过共析钢是Ac1+（30~50℃）, 见图2-2。
钢临界温度Ac1、Ac3及Accm, 在热解决手册或合金钢手册中均可查到。
再经计算可求出钢热解决温度。
实验二碳钢的热处理操作及硬度测定
表 2-1 不同含碳量的碳钢在退火及正火状态下的强度和硬度值
性能
热处理状态
含碳量/%
≤0.1
0.2~0.3
0.4~0.6
硬度（HB）
退火 正火
~120 130~140
150~160 160~180
180~230 220~250
强度 σb/Mpa
退火 正火
200~300 340~360
420~500 480~550
火三类。
A．低温回火 是在 150~250℃进行回火，所得组织为回火马氏体，硬度约为 HRC60。
低温回火常用于切削刀具和量具，其主要作用是去除淬火后工件的内应力，韧性有所改善，
而硬度并不降低。
B．中温回火 是在 350~500 ℃进行回火，所得组织为回火屈氏体，硬度约为 HRC35
~45。主要用于各类弹簧热处理。
3
C．高温回火 是在 500~650 ℃进行回火，所得组织为回火索氏体，硬度为 HRC25~35。
用于结构零件的热处理。其综合机械性能较好。淬火加高温回火叫调质处理。
D．高于 650 ℃的回火为珠光体，硬度较低。
表 2-3 45 钢淬火后经不同温度回火后的组织及性能
类型
回火温 度/℃
回火后组织
回火后硬度 （HRC）
钢的热处理基本工艺可分为退火、正火、淬火和回火等。热处理操作中，加热温度、保 温时间和冷却方式是最重要的三个关键工序，也称热处理三要素。正确选择这三种工艺参数， 是热处理成功的基本保证。Fe-Fe3C 相图和 C 曲线是制定碳钢热处理工艺的重要依据。 （一）加热温度 1、退火加热温度
钢的退火通常是把钢加热到临界温度 Ac1 或 Ac3 以上，保温一段时间，然后缓慢地随炉 冷却。此时奥氏体在高温区发生分解而得到比较接近平衡状态的组织。一般中碳钢（如 40 号、45 号钢等）经退火后组织稳定，硬度较低（HB180~220）有利于下一步进行切削加工。
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实验二 钢的热处理及硬度测定
一、实验目的
1.了解钢的基本热处理工艺。
2.了解布氏和洛氏硬度计的主要原理、结构及操作方法。
3.了解不同的热处理工艺对钢的性能的影响。
二、实验原理
热处理是充分发挥金属材料性能潜力的重要方法之一。
其工艺特点是把钢加热到一定温度，保温一段时间后，以某种速度冷却下来，通过改变钢的内部组织来改善钢的性能，其基本工艺包括退火、正火、淬火和回火等。
金属的硬度是材料表面抵抗硬物压入而引起塑性变形的能力。
硬度越大，表明金属抵抗塑性变形的能力越大，材料产生塑性变形就越困难。
硬度是金属材料一项重要的力学性能指标。
硬度的试验方法很多，其中常用的有布氏法、洛氏法和维氏法三种硬度试验方法。
1.钢的退火、正火、淬火和回火
钢的退火通常是将钢加热到临界温度1Ac 或3Ac 线以上，保温后缓慢地随炉冷却的一种热处理工艺。
钢经退火处理后，其组织比较接近平衡状态，硬度较低（约180~22OHBS ），有利于进行切削加工。
钢的正火是将钢加热到3Ac 或cm Ac 线以上30~50℃，保温后在空气中冷却的一种热处理工艺。
由于冷却速度稍快，与退火组织相比，所形成的珠光体片层细密，故硬度有所提高。
对低碳钢来说，正火后提高硬度可改善其切削加工性能，降低加工表面的粗糙度；对高碳钢来说，正火可以消除网状渗碳体，为球化退火和淬火作准备。
钢的淬火就是将钢加热到3Ac 或1Ac 线以上30~50℃，保温后在不同的冷却介质中快速冷却，从而获得马氏体和（或）贝氏体组织的一种热处理工艺。
马氏体的硬度和强度都很高，特别适用于有较高耐磨性能要求的工模具材料。
淬火工艺包括三个重要参数，淬火加热温度、保温时间和冷却速度。
淬火加热温度过高时晶粒容易长大，而且还会产生氧化脱碳等缺陷，加热温度过低则会因组织中存在铁素体或珠光体而导致材料硬度不足。
保温时间与钢的成
分、工件的形状、尺寸及加热介质等因素
有关，一般可按照经验公式加以估算，保
温时间过长或过短都会对钢的组织及性能
造成不利的影响。
冷却是淬火的关键工序，
它直接影响到淬火后的组织和性能。
冷却
时应使冷却速度大于临界冷却速度，以保
证获得马氏体组织。
在这个前提下又应尽
量降低冷却速度，以减小内应力，防止变
形和开裂。
因此，可根据C 曲线图（见图
1-3-1），使淬火工件在过冷奥氏体最不稳定
的温度范围（650~550℃）进行快冷，而在
较低温度（300~100℃）时的冷却速度则尽
可能小些。
钢的回火是把经过淬火后的钢再加热
到1Ac 线以下某一温度，保温一段时间，然后冷却到室温的热处理工艺，其主要目的是改善淬火组织(马氏体)的韧性，消除淬火时产生的残余内应力并减小钢件的变形。
回火温度和保温时间是回火工艺的两个重要参数，根据回火温度的不同，回火又可分为低温回火（小于250℃），中温回火（250~500℃）和高温回火（500~650℃）。
2.硬度试验原理、结构及操作方法
硬度测试方法很多，使用最广泛的是压入法。
压入法就是把一个很硬的压头以一定的压力压入试样的表面，使金属产生压痕，然后根据压痕的大小来确定硬度值。
压痕越大，则材料越软；反之，则材料越硬。
根据压头类型和几何尺寸等条件的不同，常用的压入法可分为布氏法、洛氏法和维氏法三种。
1）布氏硬度
布氏硬度试验是施加一定大小的载荷P ，将直径为D 钢的球压入被测金属
表面后保持一定时间，然后卸除载荷，根
据钢球在金属表面上所压出的压痕直径
查表即可得硬度值。
用钢球压头所测出的硬度值用HBS
表示；用硬质合金球压头所测出的硬度值
用HBW 表示。
布氏硬度的优点是测定结
果较准确，缺点是压痕大。
目前布氏硬度
计一般以钢球为压头，主要用于测定较软
的金属材料的硬度。
布氏硬度值的计算式
如下：
HBS （HBW ）
0.102= 式中P ——试验力（N ）；
D ——压头球体直径（mm ）；
d ——相互垂直方向测得的压痕直径1d 、2d 的平均值（mm ）。
布氏硬度试验机的外形结构如图1-3-2所示，其基本操作和程序是：
（1）将试样放在工作台上，顺时针转动手轮，使压头向试样表面直至手轮对下面螺母产生相对运动（打滑）为止。
此时试样已承受98.07N 初载荷。
（2）按动加载按钮，开始加主载荷，当红色指示灯闪亮时，迅速拧紧紧压螺钉，使圆盘转动。
达到所要求的持续时间后，转动即自行停止。
（3）逆时针转动手轮降下工作台，取下试样用读数显微镜测出压痕直径
d ，以此查表即得HBS 值。
2）洛氏硬度
洛氏硬度以顶角为120℃的金刚石圆
锥体作为压头，以一定的压力使其压入材
料表面，通过测量压痕深度来确定其硬度。
被测材料的硬度可在硬度计刻度盘上读
出。
洛氏硬度有HRA 、HRB 和HRC 三种
标尺，其中以HRC 应用最多，一般用于测
量经过淬火处理后较硬材料的硬度。
在实际使用中为了使硬材料的洛氏硬度值比软材料的高，以符合人们的习惯。
因此被测试材料的硬度值尚须用下式作适当变换：
23()K h h K e HR c c ---== 式中，K ——常数，采用金刚石压头时为0.2，采用1.5875mm （l/16”）钢球压头时为0.26；
c ——常数，采用金刚石压头或钢压头时都为0.002；
3h 、2h ——施加载荷前后的压痕深度（mm ）。
常用的三种洛氏硬度试验规范见表1-3-1。
洛氏硬度试验机的结构如图1-3-4所示，其基本操作程序是：
（1）将试样放置在试样台上，顺时针转动手轮，使试样与压头缓慢接触，直至表盘小指针指到“0”为止，然后将表盘上指针调零。
（2）按动按钮或转动手柄，加主载荷，当表盘大指针反转停止后，再顺时针旋转摇柄，卸除主载荷，此时表盘大指针即指示出该试样的HRC 值。
（3）逆时针转动手轮，取出试样，硬度测定完毕。
3）维氏硬度
维氏硬度测定的基本原理和布氏硬度相同，区别在于压头采用锥面夹角为136℃的金刚石棱锥体，压痕是四方锥形（图1-3-5）。
维氏硬度用HV 表示，HV 的计算式为： 20.102 1.8544F HV d =⨯ 式中：F ——载荷（N ）；
D ——压痕对角线长度（mm ）。
三、实验内容
1.退火、正火及淬火部分的内容及具体步骤 （1）根据处理条件不同，可按表1-3-2进行分组试验。
（2）表1-3-2中所用原始试样一律经退火处理后测定其HBS 值，经淬火实验后一律用洛氏（HRC ）硬度计测定。
（3）根据试样钢号及铁碳相图确定加热温度及保温时间。
（4）将退火、淬火及正火后的试样表面用砂纸磨平，测出硬度值（HRC ）并填入表1-3-2中。
2.回火部分的内容及具体步骤
（1）将已经正常淬火并测过硬度的45钢试样分别按表1-3-3中指定的各温度值放入炉内加热，保温1小时，然后取出空冷。
（2）用砂纸磨光试样表面，测定其硬度值（HRC)。
（3）将测定的硬度值分别填入表1-3-3中。
四、实验报告要求
1.明确实验目的。
2.分析加热温度与冷却速度对钢的性能的影响
3.按照表1-3-2及表1-3-3记录各硬度值数据，并绘制出45钢回火温度与硬度的关系曲线图。
4.分析实验中存在的问题。